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西門子稱重模塊在煙草配比系統(tǒng)中的應(yīng)用 稱重模塊技術(shù)指標(biāo)

時間:2020-07-30    來源:儀多多儀器網(wǎng)    作者:儀多多商城     
1 引言

煙草工業(yè)生產(chǎn)中,煙絲的配比工藝段是關(guān)鍵的工藝環(huán)節(jié)之一。煙絲配比是指按生產(chǎn)中葉絲的流量為基數(shù),將梗絲、膨脹煙絲、薄片煙絲以及殘絲中的幾種按各自的設(shè)定比例和葉絲進行實時均勻的摻配。配比型電子皮帶秤是完成此項工藝段加工過程的核心設(shè)備,而影響其精度的關(guān)鍵因素之一就是稱重信號的采集精度及穩(wěn)定性,它將直接關(guān)系到煙絲配比的質(zhì)量,從而也在很大程度上決定著后續(xù)煙支成品的內(nèi)在吸味質(zhì)量的穩(wěn)定性和均衡性。

2 配比型電子皮帶秤的工作原理

電子皮帶秤按其工作用途分類,一般分為計量型、控制型、配比型三種類型。計量型—計量物料的瞬時流量及累計重量;控制型—均衡地控制物料重量,使物料按設(shè)定流量通過;配比型—實現(xiàn)葉絲、梗絲、薄片絲、殘絲等的設(shè)定配比;配比型電子皮帶秤稱重系統(tǒng)由多臺稱量裝置組成并集中控制,集稱量、配比于一體,具有交互式多任務(wù)、多參數(shù)計量功能,能夠?qū)νㄟ^該配比系統(tǒng)的多種煙絲進行動態(tài)累計稱量、流量控制,并按一定比例進行摻配。

2.1 電子皮帶秤工作原理

各種煙絲通過限量管(或直接下落)到稱量裝置的皮帶上,隨皮帶向前運轉(zhuǎn),當(dāng)其通過稱量裝置有效稱量段時,其重量通過輸送機皮帶和計量托輥加到荷重傳感器上,傳感器感受負荷產(chǎn)生的信號直接送入稱重模塊siwarexu中,經(jīng)稱重模塊siwar -exu采集并轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)直接經(jīng)s7系統(tǒng)總線送入plc數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),檢測稱量段上的單位長度重量q(kg/m),同時測速裝置檢測出皮帶運行速度v(m/s),經(jīng)過plc運算得出瞬時流量和累積量并進行顯示。

瞬時流量為:q=3600×q×v(kg/h)
累積量為:g=∫q×v×d t(kg)

其中:q=w×h×p s
w—秤體上物料寬度(m),與限量管寬度有關(guān)。
h—秤體上物料厚度(m),與限量管開口高度有關(guān)。
p s—物料比重(kg/m3)
v—帶速(m/s)

2.2 電子皮帶秤配比工作原理

配比型電子皮帶秤控制系統(tǒng)以通過主稱量裝置的物料瞬時流量為基準(zhǔn),與摻配稱量裝置相對應(yīng)的設(shè)定摻配比例運算后,作為該摻配裝置的設(shè)定流量,同時將測得的通過該摻配裝置的瞬時流量與設(shè)定流量信號進行比較,利用plc進行pid控制運算,輸出調(diào)速信號調(diào)節(jié)電機的轉(zhuǎn)速,從而改變皮帶速度,以達到自動調(diào)整摻配流量的目的。

3 西門子模塊配比稱重系統(tǒng)

3.1 電子皮帶秤控制系統(tǒng)組成

配比型電子皮帶秤主控柜部件采用基于德國西門子公司西門子稱重模塊(siwarex u)的s7-300系列plc技術(shù)平臺,其電控系統(tǒng)功能如圖1所示。


圖1 電控系統(tǒng)功能框圖

s7-300 plc由cpu317-2pn/dp、高速計數(shù)模塊fm350-2、稱重模塊siwarexu、數(shù)字量輸入輸出模塊和電源模塊組成。cpu317-2pn/dp主要用于主過程控制及profinet通訊。包含數(shù)字量輸入點和數(shù)字量輸出點、模擬量輸入和模擬量輸出回路,其中數(shù)字輸入點和數(shù)字輸出點承擔(dān)著整個電子皮帶秤的數(shù)字量輸入和輸出控制以及提供與外部聯(lián)機時所需的輸入和輸出信號;模擬量輸入用于4-20ma流量外設(shè)定采樣;模擬量輸出用于變頻器控制及瞬時流量4-20ma輸出。稱重傳感器的重量信號由siwarexu采樣,速度編碼器的編碼脈沖信號送入plc的高速計數(shù)器。電子皮帶秤根據(jù)來自重量傳感器的重量信號、來自速度編碼器的速度信號及該秤的設(shè)置信號和已編制的軟件程序,進行稱重、流量控制、配比、通訊并送出速度控制信號,該信號送到變頻調(diào)速器從而控制電機轉(zhuǎn)速,帶動電子皮帶秤工作??刂菩碗娮悠С涌刂茊卧皊iwarexu電子稱重模塊集成實物如圖2所示。


圖2 控制型電子皮帶秤控制單元

3.2 控制系統(tǒng)特點

(1) 簡化了荷重信號放大電路。荷重信號采集采用西門子的電子稱重模塊siwarexu,使來自荷重傳感器的信號連線直接接入稱重模塊siwarexu中,減少了使用信號放大器的傳統(tǒng)中間放大環(huán)節(jié),使荷重信號傳輸?shù)臏?zhǔn)確度更高,采樣的頻率更快,這就可以保證電子皮帶秤的累積精度。

西門子稱重模塊(siwarexu)具有對傳感器橋路輸出信號的電源補償,且傳輸距離遠,能達到1000米,精度高,設(shè)計為0.05%,65000分區(qū)分辨率,控制測量次數(shù)達到50次/秒,更有數(shù)字濾波、斷線監(jiān)視等功能,使其更加穩(wěn)定、可靠,計量精度的穩(wěn)定性在較長的時間內(nèi)可以得到較大限度的保證,從而大大延長了電子皮帶秤的維護和標(biāo)定周期。另外,siwarexu是一個集信號放大、16位a/d轉(zhuǎn)換為一體的專用稱重模塊,它與西門子plc的連接直接由背板總線來完成,大大地簡化了荷重信號放大電路,這一系列的優(yōu)勢使得電子皮帶秤的精度可靠性得到了更大意義上的提升,應(yīng)用水平又上了一個新的臺階。

(2)計量累計誤差自動追加功能。根據(jù)配比型電子皮帶秤的摻配原理,瞬時摻配精度應(yīng)該能夠得到保證,但是摻配后的煙絲累計量總體累計精度隨著時間的推移可能會因瞬時流量的誤差、煙絲來料不穩(wěn)定等各種因素超出設(shè)定比例的允許范圍,因此我們設(shè)計了計量累計誤差自動追加程序。原理是:當(dāng)累計誤差超過允許范圍較大時在原設(shè)定比例的基礎(chǔ)上增加較大的修正值修訂設(shè)定比例,使其快速回到正常的累計誤差范圍;當(dāng)累計誤差超過允許范圍較小時在原設(shè)定比例的基礎(chǔ)上增加較小的修正值修訂設(shè)定比例,使其緩慢回到正常的累計誤差范圍。

3.3 西門子稱重模塊應(yīng)用經(jīng)驗

雖然西門子稱重模塊siwarexu具有對傳感器橋路輸出信號的電源補償,且傳輸距離遠,能達到1000米,但是在通常使用時應(yīng)盡量縮短荷重傳感器與稱重模塊siwarexu的距離,從而盡可能地避免強干擾信號的介入。如果傳輸距離超過300米,盡量選擇西門子訂貨號為7mh4702-8ag的原裝傳感器電纜。

4 結(jié)束語

使用電子稱重模塊siwarexu后,荷重信號的穩(wěn)定性有了明顯的提高。為使整個電子皮帶秤的系統(tǒng)精度及穩(wěn)定性會達到一個較佳狀態(tài),我們在具體使用過程中,還應(yīng)注意影響荷重信號穩(wěn)定性的其他因素,如:秤體上的軸承潤滑是否良好,皮帶是否干凈,秤體邊緣與皮帶之間是否有異物等等。同時這種集成化的稱重方式,非常值得在行業(yè)內(nèi)進行推廣。

  在化工食品廠里我們或多或少都有看到幾套,甚至幾十套稱重模塊,在使用過程中也會出現(xiàn)這樣或是那樣的問題,那么出現(xiàn)問題我們該如何解決,又該怎么樣處理呢,下面我們一起來看一下呢!

    對于防爆電子地磅來講,故障處理應(yīng)遵循這樣的步驟;觀察(故障觀察)——分析(故障原因)——檢測(為故障判斷提供依據(jù)或?qū)ε袛嘟Y(jié)果加以驗證)——修復(fù)(修理或更換)——檢定(系統(tǒng)調(diào)試后對其計量性能進行測試)。防爆地磅可根據(jù)實際情況選用下列方法判斷:直觀法、替代法、比較法、插拔法、代碼診斷法。

就不銹鋼稱重模塊自身的特點通過下列方法檢測、判斷和驗證:
1)阻抗判別法:逐個將稱重模塊的兩根輸出線、輸入線拆掉,用萬用表測試輸出、輸入阻抗和信號電纜各芯線與屏蔽層間的絕緣電阻。配料系統(tǒng)如果測試結(jié)果達不到合格證上的數(shù)值,即可判斷為故障稱重模塊;
2)信號輸出判斷:如果阻抗法無法判斷合金鋼稱重模塊的好壞,可用此法做進一步檢查。先給儀表通電,將稱重模塊的輸出線拆掉。液體灌裝機在空秤下用萬用表測量其Mv輸出值。假設(shè)額定激勵電壓為U(v),稱重模塊的靈敏度為M(Mv/V),稱重模塊的額定載荷F(kg),那么每個稱重模塊的輸出為U×M×K÷F(Mv)。如果那一只的輸出值超出該計算值過大(理想情況下不存在偏載時應(yīng)該相等)或不穩(wěn)定,即可判斷變頻稱重模塊有故障。

其次,稱重儀表的選擇和故障檢測
當(dāng)選用多只稱重模塊做為一個稱重系統(tǒng)時,必須考慮它采用什么樣的工作方式。工作方式的確定就必須與稱重儀表的選擇有關(guān),即防爆稱重模塊的有關(guān)技術(shù)參數(shù)必須與稱重儀表的有關(guān)技術(shù)參數(shù)匹配。以目前采用的并聯(lián)工作方式稱重系統(tǒng)為例,它要求系統(tǒng)實際最大電流必須小于稱重儀表的的最大供橋電流。

稱重儀表一般由模擬電路和數(shù)字電路兩部分組成。模擬電路包括電源、前置放大器、濾波器、A/D轉(zhuǎn)換等;數(shù)字電路包括主處理器、協(xié)處理器、各種存儲器、鍵盤和顯示器等。稱重控制儀表故障診斷zuijian便有效的方法就是用替代法。首先用模擬器或根據(jù)故障判斷儀表已損壞。若懷疑是PCB出現(xiàn)問題,可以用一塊好的PCB板去替代。防爆電子秤替代后再用模擬變頻稱重模塊檢查或觀察故障是否消失。在更換過 PCB后必須按照說明書對相關(guān)參數(shù)進行設(shè)置校準(zhǔn)。在使用稱重儀表時,必須清楚它與人屏幕、打印機及稱重軟件的接線方式,查看它們是否與稱重儀表匹配。

總之,以防爆稱重模塊為核心的電子衡器在實際的使用過程中引發(fā)故障的原因很多,有時幾個故障可能同時出現(xiàn)。除了上述提到的情況外,還有諸如供電電源、外部磁場干擾、使用電子產(chǎn)品作弊等原因造成。因此,在現(xiàn)場的使用和調(diào)試過程中必須具有清晰的操作思路,認真的分析,積極的總結(jié)和積累現(xiàn)場操作經(jīng)驗。如果這樣的話,可以大大減少現(xiàn)存的故障問題,可為現(xiàn)場調(diào)試節(jié)約人量的時間,為日后的維護提供方便。

看完小編大家一家學(xué)會不少吧,更多有關(guān)工業(yè)稱重模塊的消息可以聯(lián)系一下呢!

在化工企業(yè)中如何使用稱重模塊

  稱重模塊是工作中非常常見的稱重儀器,因為與現(xiàn)成的電子衡器相比,最大的特點是不受場地限制,組裝靈活,維修方便且價格便宜。并且稱重模塊的制作精度也非常高,性能穩(wěn)定,實用性強。稱重模塊適用于化工、石油,電力、建筑等各種行業(yè)中,可以有效的幫助提升工作效率。但是越來越多的化工企業(yè)都在選購稱重模塊,但是又不確定適不適合。接下來講講在化工企業(yè)中如何使用稱重模塊:

  1、稱重模塊使用于物料計量:

  一般來說,目前貯槽液體的計量,大部分都是采用標(biāo)尺或流量計來計量的。但這兩種方法都以體積計量,然后再根據(jù)液體的密度換算成重量。由于密度與溫度等因素有關(guān),誤差比較大,盡管目前有質(zhì)量流量計,但因價格昂貴,一般企業(yè)很少采用,因而用電子稱重模塊,直接稱出物料的重量是比較經(jīng)濟實用的。

  2、稱重模塊使用于液位指示和控制:

  液位是化工生產(chǎn)過程的一個重要控制參數(shù)。通常液位指示除了現(xiàn)場的液位指示儀表外,一般采用變送器把液位信號轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)電信號或氣信號遠傳到控制室。但這種方法,除了前面所說因密度的變化引起液位的誤差外,還有可能因物料結(jié)晶、堵塞等造成假液位的情況,嚴重時甚至?xí)劤墒鹿?。另外,因變送器的測量部分直接與被測介質(zhì)接觸,對于一些腐蝕性介質(zhì),則需要選用價格昂貴的耐腐蝕材料。而稱重模塊不與被測介質(zhì)直接接觸,上述缺點均不存在。并且稱重顯示儀可以選用帶模擬量輸出接口,接到記錄儀、調(diào)節(jié)器上,實現(xiàn)自動記錄和控制。

  3、稱重模塊使用于投料量有嚴格要求的場合:

  有一些生產(chǎn)過程對投料量有嚴格的要求,不少企業(yè)都把計量槽直接放在地上衡上來控制投料量。但地上衡檢修或檢定時,需要用吊裝設(shè)備把計量槽吊下來,比較麻煩。如果采用電子稱重模塊,因計量槽本身作為秤體,因而不存在吊裝問題,檢修比較方便。

標(biāo)簽: 稱重模塊
稱重模塊 在化工企業(yè)中如何使用稱重模塊_稱重模塊

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